CN204597738U - 轴向对磁稀土永磁发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轴向对磁稀土永磁发电机，由定子、转子和外壳组成，定子由铁芯、卡片、绕组和卡盘组成，与传统电机比铁芯用量少，加工方便，加工过程节能，利用率达100％，绕组用量少加工简单，卡片和卡盘普通加工件。转子由磁托盘和磁钢组成。经过设计磁托盘除附着磁钢外兼顾了飞轮和风扇的作用，这就是发电机组的重量和体积能够减少的原因。本实用新型与传统发电机比较具有体积小、重量轻、材料利用率高、效率高等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于发电机技术领域，涉及一种永磁发电机，特别是一种轴向对磁稀土永磁发电机。
背景技术
传统10kW以上发电机以往都是通过发动机—联轴器—发电机组合连接进行工作，传统发电机铁芯的利用率低，用量大，下线不方便。为保证发动机曲轴同发电机轴的同心度而在安装时需要通过联轴器进行传动，这使发电机组体积庞大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种轴向对磁稀土永磁发电机，该发电机通过将转子、飞轮盘、风扇三位一体化，达到减轻重量、缩小体积、通风散热的目的。通过前后卡盘将定子锁定，然后固定到飞轮壳上。前、后转子作为磁轭，内表面均匀安装磁钢，且其磁钢同极正对。前转子与启动齿圈通过热套结合，代替启动飞轮盘。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
轴向对磁稀土永磁发电机，包括定子、定子前后两端的前端转子和后端转子以及与前端转子连接的飞轮壳，定子内设置的铁芯和绕组被卡盘前后卡住压紧定位通过螺栓与飞轮壳锁合，前端转子与后端转子作为磁轭的圆周内表面均设置磁钢，且二者磁钢同极正对。
所述前端转子前段热套发动机启动齿圈通过强度螺栓与发动机曲轴锁合，后段与后端转子通过止口和螺栓锁合。
所述铁芯上均匀安装非导磁卡片，绕组均布于卡片相对应的凹槽。
所述铁芯采用卷绕式。
所述绕组由六段包线构成，其尾端U1/U2、V1/V2、W1/W2两两相接。
所述绕组用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用耐温、防火的绝缘材料带叠包。
所述前端转子和后端转子分别由磁托盘和磁钢组成，磁钢为锥形且均布，其间距为磁钢端面到铁芯端面的2～2.5倍。
所述定子上安装有用于检测转子位置并在对应位置通入电流的霍尔元件。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型将中功率发电机由原来径向磁场改变为轴向对顶磁场，磁路：轴向-切向-轴向，同等功率情况下，体积比传统发电机缩小了50％以上，重量比传统发电机减少了60％以上；铁芯由原来硅钢片叠铆式改为卷绕式，极大减少加工的废料，同时容易加工；传统发电机内部铁芯利用率极低，铁芯利用率达到100％；两端转子磁轭，锥形磁钢均布，间隙为气隙的2～2.5倍，或间距为磁钢端面到铁芯端面的2倍，使相邻磁钢间漏磁最少，同时磁路损失也最少。
进一步的，本实用新型铁芯上均匀安装非导磁卡片，绕组均布于卡片相对应凹槽内，外观整齐美观，同时卡片起到导风作用；
进一步的，本实用新型绕组使用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用耐温防火的绝缘材料带叠包，双层绝缘保护，同时又易于线圈的加工制作；
进一步的，本实用新型绕组由六段叠包导线制作而成，六根尾端U1/U2、V1/V2、W1/W2两两相接，优点在于可使线圈两端面产生的电势叠加；组成的3相绕组为星形连接，最大程度上提高了绕组利用率和铁芯利用率；
进一步的，本实用新型转子包括磁托盘和磁钢，磁托盘附着磁钢，两转子锁合中间锁合的磁托盘部分还兼顾了飞轮和风扇的作用，高速旋转中将热量从中心排至四周，并通过周围散热孔带出机体，形成负压从端盖中心进风孔将冷风吸入机体，根据散热要求的不同，可以改变风扇排风量的大小；
进一步的，本实用新型整机仅包括转子、定子、外壳三大部分，相对于传统发电机零部件数量减少，省掉了传统发电机机组中的联轴器、轴承、风扇、启动齿圈、飞轮盘，提高了发电机组的效率和可靠性；
进一步的，本实用新型因为整机中没有另外的轴承同时可以很容易确保发动机及发电机转子的同心度，一方面提供了安装效率，另一方面在轴向上也大大缩减了安装空间。
进一步的，本实用新型通过对相同规格的两产品叠拼，达到扩展功率的目的。
附图说明
图1-1为本实用新型的总装结构示意图；
图1-2为图1-1的A-A剖面图；
图2为本实用新型的零部件示意图；
图3为本实用新型的总装零部件示意图；
图4为本实用新型的定子绕组U、V、W两两连接示意图；
图5为本实用新型对顶磁场示意图。
其中，1为前端转子总成；2为铁芯绕组组合定子；3为后端转子总成；1.2为前端转子；1.3为前端转子磁钢；2.1为定子卡盘；2.2为定子卡盘；2.3为定子；3.1为后端转子；3.2为后端转子磁钢；4为铁芯和绕组；5为卡片；6为凹槽；7为飞轮壳。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明：
参见图1和图2所示，本实用新型包括定子2.3、定子2.3前后两端的前端转子1和后端转子3以及与前端转子1连接的飞轮壳7，定子2.3内设置的铁芯和绕组被卡盘前后卡住压紧定位通过螺栓与飞轮壳7锁合，前端转子1与后端转子3作为磁轭的圆周内表面均设置磁钢，且二者磁钢同极正对。转子由磁托盘和磁钢组成，磁钢为锥形且均布，其间距为磁钢端面到铁芯端面的2～2.5倍；前、后两端的转子通过止口和螺栓锁合，无轴承减少摩擦，同时连接段兼做风扇；铁芯上均匀安装非导磁卡片5，绕组均布于卡片相对应的凹槽6，绕组由六段包线构成，其尾端U1/U2、V1/V2、W1/W2两两相接，绕组用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用耐温、防火的绝缘材料带叠包；前端转子1前段热套发动机启动齿圈通过强度螺栓与发动机曲轴锁合，后段与后端转子3通过止口和螺栓锁合。本实用新型代替发动机的启动电机完成发动机的启动，在发动机的定子上安装霍尔元件检测转子位置在对应的位置通入电流，转子旋转发动机启动后切断电流，转入发电机运行方式。
本实用新型的结构原理
本实用新型由前端和后端的两个转子、由前后卡盘卡住的定子2.3、飞轮壳7三大部分组成。如图5，本实用新型采用轴向对顶磁场，磁路方向为：轴向-切向-轴向。如图3，从转子设计上，本实用新型两侧的前端转子1和后端转子3作为磁轭，前端转子磁钢1.3和后端转子磁钢3.2均布于各自磁轭圆周内表面，间隙为气隙的2～2.5倍，前端转子磁钢1.3和后端转子磁钢3.2同极正对，两转子锁合，中间锁合部分(见图5)起到轴向定位飞轮和风扇的作用。如图4，本实用新型的定子组合设计，铁芯绕组上均匀安装非导磁卡片5，绕组均布于卡片相对应的凹槽6内，线圈采用六段包线(即先用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用高耐温防火云母带叠包)进行制作，六根尾端U1/U2、V1/V2、W1/W2两两相接，在两侧磁钢的作用下，线圈两侧产生的电势叠加，最大程度上提高了绕组利用率。卡片和卡盘为普通加工件。在启动时，在启动电机故障或者不方便安装启动电机的场合，发电机可代替发动机的启动电机完成发动机的启动，在发电机的定子上安装霍尔元件检测转子位置在对应的位置通入电流，转子旋转发动机启动后切断电流，转入发电机运行方式
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：包括定子(2.3)、定子(2.3)前后两端的前端转子(1)和后端转子(3)以及与前端转子(1)连接的飞轮壳(7)，定子(2.3)内设置的铁芯和绕组被卡盘前后卡住压紧定位通过螺栓与飞轮壳(7)锁合，前端转子(1)与后端转子(3)作为磁轭的圆周内表面均设置磁钢，且二者磁钢同极正对。
2.根据权利要求1所述的轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述前端转子(1)前段热套发动机启动齿圈通过强度螺栓与发动机曲轴锁合，后段与后端转子(3)通过止口和螺栓锁合。
3.根据权利要求1所述的轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述铁芯上均匀安装非导磁卡片(5)，绕组均布于卡片相对应的凹槽(6)。
4.根据权利要求3所述的轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述铁芯采用卷绕式。
5.根据权利要求1或3或4所述的轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述绕组由六段包线构成，其尾端U1/U2、V1/V2、W1/W2两两相接。
6.根据权利要求1或3或4所述的轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述绕组用多芯漆包线绞合，绞合成股后外部使用耐温、防火的绝缘材料带叠包。
7.根据权利要求1所述的轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述前端转子(1)和后端转子(3)分别由磁托盘和磁钢组成，磁钢为锥形且均布，其间距为磁钢端面到铁芯端面的2～2.5倍。
8.根据权利要求1所述的轴向对磁稀土永磁发电机，其特征在于：所述定子(2.3)上安装有用于检测转子位置并在对应位置通入电流的霍尔元件。
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